变频器在炼钢厂生产线节能改造

一、应用背景 
    变频调速技术是近些年来才发展起来的新兴技术，有着传统调速方式所无法比拟的优越性，随着自动控制技术以及大功率半导体器件的不断发展,其技术水平也不断提高并日臻成熟，在冶金企业中得到越来越广泛地应用。 
    目前，在张泽湖炼钢厂尚有大量的传统调速系统，如行车的转子串电阻调速，使用绕线式异步电动机，并通过交流接触器分级切除电阻来实现电机调速;另外,还有直流调速装置,系统构成复杂，且故障率高，在钢厂水泵控制系统中，虽然采用了星三角起动方式，但在起动的时候还是存在二次冲激，对电网冲激还是比较厉害，且故障率高，不利于设备的正常生产。而这些问题采用变频调速技术就可以得到很好的解决。 
二、变频器优势 
    赛普SAP500G通用型变频器采用磁通（电流）矢量控制技术，低速扭矩输出可达200%额定转矩，0—40%起动转矩补偿，适用任何负载的可靠起动。EMC-FRL防护设计，谐波成分少，极大地降低了高次谐波所产生的干扰。调速范围广，频率范围在0—400HZ，可超过电机额定转速进行恒功率调速。具有过压、过流等多种保护功能和自调功能，可靠性高，并能自动诊断现实故障类型，配用电机结构简单，使系统维修工作大大减少。有多种选择功能，可根据各类机械转矩特性选择T--f特性和加减速时间，能实现软启动，减小启动电流。 有多种用途的外部接口端子，可实现机外控制与监控仪表组成工艺参数闭环控制系统，也可与PLC组成生产过程程序控制系统。变频器既有开关量输入/输出也有模拟量输入/输出端子，可以非常方便的加以利用。比如炼钢厂连铸水处理系统就是利用外部的压力传感器检测到的压力信号(4—20mA模拟量信号)送入变频器模拟量输入端口，通过PID调节器调节，实现恒压供水等功能。 
三、变频器在推钢机的变频改造 
    推钢机在钢厂主要任务是将通过滚道运输过来的成品钢材推放到指定位置，等数量达到要求后，由行车吊走，在现行推钢机的整个工作过程中，是用交流接触器转换来控制电机的正反转的，用电磁抱闸来实现快速停车。现运行电机的功率为25KW，额定电流为50A，起动方式为直接起动，起动电流为额定电流的5—8倍，起动电流可达400A，对设备与电网的冲击是非常大的，且故障率高。用变频器对推钢机进行改造可有效的解决这些问题。利用变频器可对推钢机进行平滑的起停，起动电流不会超过额定电流，将有效的避免了对电机与电网的冲击，提高电网的功率因数，变频器能够对推钢机运行过程中出现的各种情况进行有效的监控，从而有效的保护电机的正常运转。 

    推钢机的前行与后行可直接由变频器的RUN与F/R控制，不需要在由交流接触器的转换就可实现，从而大大的降低了设备的维护率。由变频器改造后，可运行在50Hz以下，从而大大降低了运行电流，达到节电效果，其改造费用为21056.00元，可在12个月左右收回成本。 
四、炼铁高炉料车卷扬机的变频改造 
　  高炉料车卷扬机传统的调速方法是采用绕线转子异步电动机，通过将频敏变阻器FR串接在转子绕组中， 
    由于频敏变阻器的等值阻抗随转子电流频率的减少而减少，从而达到自动变阻的目的。这种调速的缺点是：能耗高，低速机械特性软，电网电压的高低对速度影响很大；因为转速的降低是通过转子外接频敏变阻器消耗能量来实现的，并且转速越低，机械特性越软，消耗在电阻中能量比例越大，极不经济。采用变频器控制，可以解决以上问题。 
我国的中小炼铁高炉基本上都是采用料车卷扬机作为标准上料设备，其特点是负荷重，位置控制精度较高，可靠性和安全性能要求高。高炉料车卷扬机安全运行应满足下列条件： 
　　1、有足够的提升、运载能力，上料速度要满足高炉生产。 
　　2、运行可靠平稳，耐用，保证高炉生产的连续性。 
　　3、能够实现上料自动化，提高生产效率，减轻人员劳动强度。 
　　4、结构简单，维护方便。 
　　 工况要求：启动速度慢，转矩大，加速平滑，运行平，停车准确。 

改造步骤： 
1、拆除原调速控制电路。 
　　 2、拆开绕线转子和外接频敏变阻器的连接，将接线端子短路。直接把转子绕组的三根出线短路，避       免将来出现故障。 
　　 3、将料车抱闸线与电机分开，单用一只接触器控制，电源取自变频器输入端，要求抱闸和电机同时受电。 
　　 4、为保证可靠，保留原料车正反转控制接触器，用接触器的辅助常开点做变频器外接端子正反转控制。 
　　 5、操作台安装一个故障复位按纽，一个蜂鸣器作为变频器故障报警指示。 
　　 6、LK4主令控制器调出一个高速点，操作台安装一个试车开关，断开时料车一直在低速运行。低速设10HZ，高速设50HZ。 
　改造后运行情况： 
　　改造后的料车卷扬机，启动平稳，转矩大，加减速平滑，停车位置准确，重车、空车停车位置基本一致。运行至今，再没有发生料车落道事故，料车卷扬机钢丝绳磨损业明显减低。并且能在电网电压较低时正常启动，运行平稳。此料车卷扬机改造费用大约需要86000。00元，可在16个月左右收回成本。 
五、水泵的变频器节能改造 
   我公司的变频水池供水自动控制系统是采用可编程控制器和交流变频器研制而成的新一代产品，通过水位跟踪设备和时间跟踪器构成闭环控制系统。按自动、节能节水的优化运行原则，随着用水量的变化，水位跟踪仪表不断的进行水位采样，时间跟踪计数器进行逻辑运算自动控制机组中泵的转速，从而实现全自动变频供水。 
主要性能和特点 
（1） zui大节能效果：20%-40% 
（2）实现系统全自动工作，泵为软启动开机及停机，没有电流冲击，噪音低，机械冲击磨损小，可延长设备使用寿命和提高系统工作可靠性。  
（3） 保护功能齐全、运行安全可靠。 
． 工作原理  
    本控制系统随水位跟踪设备的不断采样而变化，或者按设定要求随时间变化而自动调整水池中的水位，通过水位跟踪设备的不断采样，将采样反馈给变频器，求出水位差，然后进行逻辑判断。目的是控制变频器的输出频率和输出电压，从而调节变频泵的转速，控制变频泵的启停而达到限水位变频供水的目的。 
电控部分工作说明 
（1） 通电顺序： 
a. 控制柜面板上的工作方式选择停止位。 
b. 合上总电源空气开关，电源指示灯亮。 
c. 合上变频器电源开关，变频器处于等待状态。  
（3） 自动状态 
a. 将工作方式选择为自动方式，变频器处于等待状态。 
b. 当水池中的水位达到一定水位后，变频器启动，，泵开始工作。 
c. 变频器自动跟踪水池中的水位，自动调整泵的工作数量和转速。 
d. 24小时自动进行控泵。  

    此水泵功率为37KW，配用变频器功率为37KW，运用变频器控制后可对电机由于电网的波动或其它情况引起的各种情况进行有效的保护，此水泵的改造费用为25000.00元，可在13个左右收回成本。